電感在在電路中的作用及使用方法

./電感在電路中的作用與使用方法一、電感器的定義。

1.1電感的定義：

電感是導(dǎo)線通過交流電流時,在導(dǎo)線的部及其周圍產(chǎn)生交變磁通,導(dǎo)線的磁通量與生產(chǎn)此磁通的電流之比。

當(dāng)電感過直流電流時,其周圍只呈現(xiàn)固定的磁力線,不隨時間而變化；可是當(dāng)在線圈過交流電流時,其周圍將呈現(xiàn)出隨時間而變化的磁力線。根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律－－－磁生電來分析,變化的磁力線在線圈兩端會產(chǎn)生感應(yīng)電勢,此感應(yīng)電勢相當(dāng)于一個"新電源"。當(dāng)形成閉合回路時,此感應(yīng)電勢就要產(chǎn)生感應(yīng)電流。由楞次定律知道感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁力線總量要力圖阻止原來磁力線的變化的。由于原來磁力線變化來源于外加交變電源的變化,故從客觀效果看,電感線圈有阻止交流電路中電流變化的特性。電感線圈有與力學(xué)中的慣性相類似的特性,在電學(xué)上取名為"自感應(yīng)",通常在拉開閘刀開關(guān)或接通閘刀開關(guān)的瞬間,會發(fā)生火花,這就是自感現(xiàn)象產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢所造成的。

總之,當(dāng)電感線圈接到交流電源上時,線圈部的磁力線將隨電流的交變而時刻在變化著,致使線圈不斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)。這種因線圈本身電流的變化而產(chǎn)生的電動勢,稱為"自感電動勢"。

由此可見,電感量只是一個與線圈的圈數(shù)、大小形狀和介質(zhì)有關(guān)的一個參量,它是電感線圈慣性的量度而與外加電流無關(guān)。

電感的具體作用：

1、在DCDC轉(zhuǎn)換的時候,電源輸入和DCDC芯片之間常接著一個22uh的功率電感,

一,扼流：在低頻電路用來阻止低頻交流電；脈動直流電到純直流電路；它常用在整流電路輸出端兩個濾波電容的中間,扼流圈與電容組成Π式濾波電路。在高頻電路：是防止高頻電流流向低頻端,在老式再生式收音機中的高頻扼流圈。得到應(yīng)用。

二,濾波：和上述理論相同；也是阻止整流后的脈動直流電流流向純直流電路由扼流圈〔為簡化電路,降低成本,用純電阻替帶扼流圈兩個電容〔電解電容組成派式濾波電路。利用電容充放電作用和扼流圈通直流電,阻擋交流電特性來

完成平滑直流電而得到純正的直流電。

三,震蕩：我們說整流是把交流電變成直流電,那么震蕩就是把直流電變成交流電的反過程。我們把完成這一過程的電路叫作"震蕩器"。

震蕩器的波形：有正旋波,鋸齒波,梯形波,方波,矩形波,尖峰波。。。

頻率由幾HZ-幾十GHZ.在有線電,無線電領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。

1.2電感線圈與變壓器

電感線圈：導(dǎo)線中有電流時,其周圍即建立磁場。通常我們把導(dǎo)線繞成線圈,以增強線圈部的磁場。電感線圈就是據(jù)此把導(dǎo)線〔漆包線、紗包或裸導(dǎo)線一圈靠一圈〔導(dǎo)線間彼此互相絕緣地繞在絕緣管〔絕緣體、鐵芯或磁芯上制成的。一般情況,電感線圈只有一個繞組。

變壓器：電感線圈中流過變化的電流時,不但在自身兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓,而且能使附近的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓,這一現(xiàn)象叫互感。兩個彼此不連接但又靠近,相互間存在電磁感應(yīng)的線圈一般叫變壓器。

1.3電感的符號與單位電感符號：L電感單位：亨<H>、毫亨<mH>、微亨<uH>,1H=103mH=106uH。電感量的標(biāo)稱：直標(biāo)式、色環(huán)標(biāo)式、無標(biāo)式電感方向性：無方向檢查電感好壞方法：用電感測量儀測量其電感量；用萬用表測量其通斷,理想的電感電阻很小,近乎為零。1.4電感的分類：按電感形式分類：固定電感、可變電感。按導(dǎo)磁體性質(zhì)分類：空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈。按工作性質(zhì)分類：天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉(zhuǎn)線圈。按繞線結(jié)構(gòu)分類：單層線圈、多層線圈、蜂房式線圈。按工作頻率分類：高頻線圈、低頻線圈。按結(jié)構(gòu)特點分類：磁芯線圈、可變電感線圈、色碼電感線圈、無磁芯線圈等。二、電感的作用基本作用：濾波、振蕩、延遲、陷波等。形象說法："通直流,阻交流"細化解說：在電子線路中,電感線圈對交流有限流作用,它與電阻器或電容器能組成高通或低通濾波器、移相電路及諧振電路等；變壓器可以進行交流耦合、變壓、變流和阻抗變換等。由感抗XL=2πfL知,電感L越大,頻率f越高,感抗就越大。該電感器兩端電壓的大小與電感L成正比,還與電流變化速度△i/△t成正比,這關(guān)系也可用下式表示：

電感線圈也是一個儲能元件,它以磁的形式儲存電能,儲存的電能大小可用下式表示：WL=1/2Li2?？梢?線圈電感量越大,流過越大,儲存的電能也就越多。電感在電路最常見的作用就是與電容一起,組成LC濾波電路。我們已經(jīng)知道,電容具有"阻直流,通交流"的本領(lǐng),而電感則有"通直流,阻交流"的功能。如果把伴有許多干擾信號的直流電通過LC濾波電路〔如圖,那么,交流干擾信號將被電容變成熱能消耗掉；變得比較純凈的直流電流通過電感時,其中的交流干擾信號也被變成磁感和熱能,頻率較高的最容易被電感阻抗,這就可以抑制較高頻率的干擾信號。LC濾波電路在線路板電源部分的電感一般是由線徑非常粗的漆包線環(huán)繞在涂有各種顏色的圓形磁芯上。而且附近一般有幾個高大的濾波鋁電解電容,這二者組成的就是上述的LC濾波電路。另外,線路板還大量采用"蛇行線＋貼片鉭電容"來組成LC電路,因為蛇行線在電路板上來回折行,也可以看作一個小電感。三、電感的主要特性參數(shù)2.1電感量L電感量L表示線圈本身固有特性,與電流大小無關(guān)。除專門的電感線圈〔色碼電感外,電感量一般不專門標(biāo)注在線圈上,而以特定的名稱標(biāo)注。2.2感抗XL電感線圈對交流電流阻礙作用的大小稱感抗XL,單位是歐姆。它與電感量L和交流電頻率f的關(guān)系為XL=2πfL2.3品質(zhì)因素Q品質(zhì)因素Q是表示線圈質(zhì)量的一個物理量,Q為感抗XL與其等效的電阻的比值,即：Q=XL/R。線圈的Q值愈高,回路的損耗愈小。線圈的Q值與導(dǎo)線的直流電阻,骨架的介質(zhì)損耗,屏蔽罩或鐵芯引起的損耗,高頻趨膚效應(yīng)的影響等因素有關(guān)。線圈的Q值通常為幾十到幾百。采用磁芯線圈,多股粗線圈均可提高線圈的Q值。2.4分布電容線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩間、線圈與底版間存在的電容被稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的Q值減小,穩(wěn)定性變差,因而線圈的分布電容越小越好。采用分段繞法可減少分布電容。2.5允許誤差：電感量實際值與標(biāo)稱之差除以標(biāo)稱值所得的百分?jǐn)?shù)。2.6標(biāo)稱電流：指線圈允許通過的電流大小,通常用字母A、B、C、D、E分別表示,標(biāo)稱電流值為50mA、150mA、300mA、700mA、1600mA。四、常用電感線圈3.1單層線圈

單層線圈是用絕緣導(dǎo)線一圈挨一圈地繞在紙筒或膠木骨架上。如晶體管收音機中波天線線圈。3.2蜂房式線圈

如果所繞制的線圈,其平面不與旋轉(zhuǎn)面平行,而是相交成一定的角度,這種線圈稱為蜂房式線圈。而其旋轉(zhuǎn)一周,導(dǎo)線來回彎折的次數(shù),常稱為折點數(shù)。蜂房式繞法的優(yōu)點是體積小,分布電容小,而且電感量大。蜂房式線圈都是利用蜂房繞線機來繞制,折點越多,分布電容越小3.3鐵氧體磁芯和鐵粉芯線圈

線圈的電感量大小與有無磁芯有關(guān)。在空芯線圈中插入鐵氧體磁芯,可增加電感量和提高線圈的品質(zhì)因素。3.4銅芯線圈

銅芯線圈在超短波圍應(yīng)用較多,利用旋動銅芯在線圈中的位置來改變電感量,這種調(diào)整比較方便、耐用。3.5色碼電感線圈

是一種高頻電感線圈,它是在磁芯上繞上一些漆包線后再用環(huán)氧樹脂或塑料封裝而成。它的工作頻率為10KHz至200MHz,電感量一般在0.1uH到3300uH之間。色碼電感器是具有固定電感量的電感器,其電感量標(biāo)志方法同電阻一樣以色環(huán)來標(biāo)記。其單位為uH。3.6阻流圈〔扼流圈

限制交流電通過的線圈稱阻流圈,分高頻阻流圈和低頻阻流圈。3.7偏轉(zhuǎn)線圈

偏轉(zhuǎn)線圈是電視機掃描電路輸出級的負(fù)載,偏轉(zhuǎn)線圈要求：偏轉(zhuǎn)靈敏度高、磁場均勻、Q值高、體積小、價格低。五、電感的型號、規(guī)格及命名。國外有眾多的電感生產(chǎn)廠家,其中名牌廠家有SAMUNG、PHI、TDK、AVX、VISHAY、NEC、KEMET、ROHM等。5.1片狀電感電感量：10NH～1MH材料：鐵氧體繞線型瓷疊層精度：J=±5%K=±10%M=±20%尺寸：04020603080510081206121018121008=2.5mm*2.0mm1210=3.2mm*2.5mm

個別示意圖：貼片繞線電感貼片疊層電感5.2功率電感電感量：1NH～20MH

帶屏蔽、不帶屏蔽尺寸：SMD43、SMD54、SMD73、SMD75、SMD104、SMD105；RH73/RH74/RH104R/RH105R/RH124；CD43/54/73/75/104/105；個別示意圖：貼片功率電感屏蔽式功率電感5.3片狀磁珠種類：CBG〔普通型阻抗：5Ω～3KΩCBH〔大電流阻抗：30Ω～120ΩCBY〔尖峰型阻抗：5Ω～2KΩ個別示意圖：貼片磁珠貼片大電流磁珠規(guī)格：0402/0603/0805/1206/1210/1806〔貼片磁珠規(guī)格：SMB302520/SMB403025/SMB853025〔貼片大電流磁珠5.4插件磁珠規(guī)格：RH3.5

5.5色環(huán)電感電感量：0.1uH～22MH

尺寸：0204、0307、0410、0512

豆形電感：0.1uH～22MH

尺寸：0405、0606、0607、0909、0910

精度：J=±5%K=±10%M=±20%

精度：J=±5%K=±10%M=±20%

插件的色環(huán)電感讀法：同色環(huán)電阻的標(biāo)示5.6立式電感電感量：0.1uH～3MH

規(guī)格：PK0455/PK0608/PK0810/PK0912

5.7軸向濾波電感

規(guī)格：LGC0410/LGC0513/LGC0616/LGC1019

電感量：0.1uH-10mH。

額定電流：65mA~10A。

Q值高,價位一般較低,自諧振頻率高5.8磁環(huán)電感規(guī)格：TC3026/TC3726/TC4426/TC5026尺寸〔單位mm：3.25~15.885.9空氣芯電感空氣芯電感為了取得較大的電感值,往往要用較多的漆包線繞成,而為了減少電感本身的線路電阻對直流電流的影響,要采用線徑較粗的漆包線。但在一些體積較少的產(chǎn)品中,采用很重很大的空氣芯電感不太現(xiàn)實,不但增加成本,而且限制了產(chǎn)品的體積。為了提高電感值而保持較輕的重量,我們可以在空氣芯電感中插入磁心、鐵心,提高電感的自感能力,借此提高電感值。目前,在計算機中,絕大部分是磁心電感。六、常見的磁芯磁環(huán)鐵粉芯系列材質(zhì)有：-2材〔紅/透明、-8材〔黃/紅、-18材〔綠/紅、-26材〔黃/白、-28材〔灰/綠、-33材〔灰/黃、-38材〔灰/黑、-40材〔綠/黃、-45材〔黑色、-52材〔綠/藍；尺寸：外徑大小從30到400D〔注解：外徑從7.8mm到102mm。鐵硅鋁系列主要u值有：60、75、90、125；尺寸：外徑大小從3.5mm到77.8mm。兩種產(chǎn)品的規(guī)格除了主要的環(huán)形外,另有E形,棒形等,還可以根據(jù)客戶提供的各項參數(shù)定做。它們廣泛應(yīng)用于計算機主機板,計算機電源,電源供應(yīng)器,手機充電器,燈飾變壓調(diào)光器,不間斷電源〔UPS,各種家用電器控制板等。八、電感在使用過程中要注意的事項8.1電感使用的場合潮濕與干燥、環(huán)境溫度的高低、高頻或低頻環(huán)境、要讓電感表現(xiàn)的是感性,還是阻抗特性等,都要注意。8.2電感的頻率特性在低頻時,電感一般呈現(xiàn)電感特性,既只起蓄能,濾高頻的特性。但在高頻時,它的阻抗特性表現(xiàn)的很明顯。有耗能發(fā)熱,感性效應(yīng)降低等現(xiàn)象。不同的電感的高頻特性都不一樣。下面就鐵氧體材料的電感加以解說：鐵氧體材料是鐵鎂合金或鐵鎳合金,這種材料具有很高的導(dǎo)磁率,他可以是電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產(chǎn)生的電容最小。鐵氧體材料通常在高頻情況下應(yīng)用,因為在低頻時他們主要程電感特性,使得線上的損耗